全方位無摩擦的拖曳點(diǎn)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開涉及一種用于在港口和/或在海上使用的拖船，包括至少一個拖曳絞車。在港口拖曳時拖船用于以較慢的速度援助船只。拖曳纜繩的第一端被連接至拖曳絞車。拖曳纜繩被引導(dǎo)通過拖曳點(diǎn)并被連接至被援助的船只，在被援助的船只上建立能夠承受巨大牽引力的有效的拖曳纜繩連接，從而改善所述船只的操縱性。由于與在港口使用相比在海上的不利操作條件，海上的拖船通常受限于以該方式操作。
【背景技術(shù)】
[0002]本領(lǐng)域分為兩種主要的拖曳模式，稱為牽引模式和頂推模式。在牽引模式中，拖船在拖曳纜繩連接上產(chǎn)生牽引力，導(dǎo)致在被援助的船只上產(chǎn)生力。在頂推模式中，拖船通過位于拖船前部、船尾或側(cè)部的頂推點(diǎn)在被援助的船只上施加推力。在以頂推模式操作時，在這種頂推點(diǎn)上采取保護(hù)措施以防止對被援助船只和拖船的破壞是通常的商業(yè)實(shí)踐。此外，在本領(lǐng)域中，牽引模式和頂推模式兩者的組合是已知的，其中牽引力和推力被同一拖船同時施加在被援助的船只上。
[0003]拖船應(yīng)該能夠以優(yōu)選地所有能想到的方向并在優(yōu)選地所有能想到的操作條件下操作。此外，要求港口拖船也以優(yōu)選地所有方向和操作條件在其拖曳點(diǎn)和/或頂推點(diǎn)上施加最大的頂推力和牽引力。考慮到這種需求，拖曳點(diǎn)可實(shí)際上被用作全方位拖曳點(diǎn)(azimuthal towing point)，并且在現(xiàn)有拖船中常用的推進(jìn)單元可實(shí)際為能夠沿所有方向傳送巨大的推進(jìn)力的推進(jìn)裝置。本文中的全方位至少是指超過200度，更具體地超過270度的范圍。
[0004]拖曳纜繩連接通常通過將拖曳纜繩從被援助的船只引導(dǎo)通過拖曳點(diǎn)裝置引導(dǎo)至拖曳絞車而被建立。所述拖曳點(diǎn)裝置可由固定的拖纜粧、拖纜釘或?qū)Ю|孔或其任何組合組成。固定的拖纜粧和拖纜釘通常由圓形或橢圓形柱體構(gòu)成，并且在施加牽引力的方向上通常被它們的拖曳點(diǎn)設(shè)計限制，它們的拖曳點(diǎn)設(shè)計從所述拖曳點(diǎn)大致沿180度的弧延伸。
[0005]在例如停泊和拔錨操作期間，拖船極為靠近被援助的船只操作。在頂推模式中，并且更具體地在拖船相對于被援助地船只具有大幅移動的波濤洶涌的海面中，拖船、被援助船只或兩者損壞的風(fēng)險增加。通常在良好的操作條件下對拖船的外殼部分地采取保護(hù)措施以減少損壞的風(fēng)險。
[0006]在牽引模式中，極為靠近被援助船只和被援助船只的幾何結(jié)構(gòu)導(dǎo)致所述拖曳纜繩連接以相對于拖曳點(diǎn)處的水平面成高達(dá)60度的相對高的角度操作。在由例如波濤洶涌的海面引起的拖船相對于被援助船只大幅移動的情況下，作用在拖曳纜繩連接上的動態(tài)牽引力可易于超過被援助船只上的系纜柱、拖曳纜繩或兩者的安全工作負(fù)載。更具體地，所述動態(tài)牽引力可導(dǎo)致系纜柱和/或拖曳纜繩失效，并因此導(dǎo)致拖曳纜繩連接的失效。
[0007]拖曳絞車能夠送出和收回拖曳纜繩，使得自動在拖曳纜繩連接上保持恒定的牽引力。更具體地，縱使拖船相對于被援助的船只大幅移動，所述拖曳絞車仍能夠在拖曳纜繩連接上保持恒定的牽引力。因此，與過去的拖曳絞車相比，這種拖曳絞車可使拖船能夠以牽引模式在最大量的工作條件下操作，而沒有由例如拖曳纜繩連接中的障礙負(fù)載(snagload)引起拖曳纜繩連接或其任何部分失效的風(fēng)險。這種拖曳絞車在本文中被稱為收放絞車(render and recovery winch)或恒定張力絞車。
[0008]過去，與收放拖曳絞車組合的現(xiàn)有拖曳點(diǎn)裝置在拖曳纜繩和拖曳點(diǎn)裝置之間導(dǎo)致顯著的磨損和摩擦。由此的所述磨損和摩擦增加所述拖曳纜繩和/或拖曳點(diǎn)裝置的磨損和撕裂，從而顯著減少了拖曳纜繩或拖曳點(diǎn)裝置或兩者的估計的失效時間和操作壽命。此外，所述摩擦增加所述拖曳纜繩內(nèi)的溫度。特別地，合成纖維拖曳纜繩具有有限的最大安全工作溫度，該最大安全工作溫度可由于該摩擦而被容易地超過。
[0009]本領(lǐng)域認(rèn)識到各種材料和配置以制造有效的拖曳纜繩。過去，拖曳纜繩包括但不限于鋼絲繩。此外，拖曳纜繩也可由合成材料制成，包括但不限于，例如UHMWPE(超高分子量聚乙烯)或迪尼瑪(Dyneema)拖曳纜繩。UHMWPE是能夠承受拖曳纜繩連接上的巨大牽引力的合成纖維，而迪尼瑪是一種UHMWPE纖維材料的具體品牌。諸如UHMWPE的合成材料對于拖曳纜繩應(yīng)用的主要優(yōu)勢是重量。例如，UHMWPE的重量大約為等同的鋼絲拖曳纜繩的百分之十四。因此，UHMWPE拖曳纜繩大體上易于由拖船的船員操作。UHMWPE拖曳纜繩由于其輕重量的特性而漂浮在水面上，降低了拖曳纜繩被卷入例如推進(jìn)器中的風(fēng)險。UHMWPE拖曳纜繩的主要的缺點(diǎn)可以是其大約為65攝氏度的最大安全工作溫度。
[0010]鑒于收放拖曳絞車以及合成拖曳纜繩的優(yōu)點(diǎn)，拖船理想地配備有兩種類型的裝置組合。然而，對于現(xiàn)有的拖曳點(diǎn)設(shè)計，由于之前提到的拖曳纜繩的磨損問題，拖曳纜繩連接失效的平均時間被顯著減小。根據(jù)拖曳纜繩的類型，這些磨損問題顯著增加拖船的拖曳纜繩或拖曳點(diǎn)的修理、維護(hù)和更換成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]概括地，本公開的目的可以是提供一種拖船，具有提高的能力以沿優(yōu)選地所有方向?qū)ν弦防|繩連接施加牽引力。具體而言，本公開的目的可以是使拖船具有在盡可能大的弧中，盡可能接近例如圍繞拖曳點(diǎn)在270度和360度之間或更多，而對拖曳纜繩連接施加巨大牽引力的能力。本公開的目的可以是以安全的方式并且在拖船極為靠近船只操作的情況下和/或在不利的海面條件和/或天氣條件下，建立這種拖曳纜繩連接。
[0012]本公開實(shí)施可移動的拖曳點(diǎn)裝置。所述可移動的拖曳點(diǎn)裝置可將拖曳纜繩從被援助的船只引導(dǎo)優(yōu)選地通過引導(dǎo)裝置，引導(dǎo)裝置接著將拖曳纜繩引導(dǎo)至自由樞轉(zhuǎn)元件上。拖曳纜繩從所述元件被引導(dǎo)至絞車上，優(yōu)選地為收放絞車。所述元件可圍繞其中心軸樞轉(zhuǎn)，并可在臂上關(guān)于不平行于并優(yōu)選地垂直于所述中心軸的軸樞轉(zhuǎn)。
[0013]所述引導(dǎo)裝置可位于或靠近臂的端部，其進(jìn)而可圍繞所述引導(dǎo)裝置軸樞轉(zhuǎn)，并且可通過重新定位支撐所述元件的臂而將拖曳纜繩以大體上無摩擦的方式引導(dǎo)至所述旋轉(zhuǎn)元件上。
[0014]鑒于沿優(yōu)選地所有能想到的方向并且在優(yōu)選地所有能想到的工作條件下對拖船的一個或多個拖曳點(diǎn)施加力的拖船需求，全方位拖曳點(diǎn)裝置相比現(xiàn)有拖曳點(diǎn)裝置而言是非常優(yōu)選的。全方位拖曳點(diǎn)裝置以及收放拖曳絞車的組合可以是優(yōu)選的，以便在拖曳纜繩連接上保持恒定的牽引力，從而在以牽引模式或牽引模式和頂推模式操作時最大化對被援助船只移動的控制，使得能夠在極為靠近被援助船只處安全操作。
[0015]本公開能夠?qū)崿F(xiàn)全方位無摩擦拖曳點(diǎn)裝置的成功應(yīng)用。所述拖曳點(diǎn)裝置將拖曳纜繩和拖曳點(diǎn)之間的摩擦最小化，顯著減小由所述摩擦產(chǎn)生的熱。因此，本公開能夠?qū)崿F(xiàn)受制于有限的安全工作溫度的合成纖維拖曳纜繩的應(yīng)用，或者顯著減小鋼絲拖曳纜繩上的磨損。更具體地，本公開能夠成功地使用任何類型和材料的拖曳纜繩結(jié)合收放拖曳絞車。
[0016]與現(xiàn)有的拖曳點(diǎn)設(shè)計相比，本公開使拖船能夠在更多能想到的方向范圍上和最多能想到的操作條件下施加牽引力。更具體地，這意味著配備根據(jù)本公開的拖曳點(diǎn)的拖船可在不利的天氣條件和相關(guān)的海面狀況下或者在具有超過例如35或40攝氏度的高室外溫度的工作區(qū)域中援助船只。
[0017]本公開的另一優(yōu)點(diǎn)可以是拖船可在被援助船只的整個停泊操作期間保持在牽引模式。過去的停泊操作認(rèn)識到在牽引模式和頂推模式之間轉(zhuǎn)換時有限的時間段，在該時間段內(nèi)，拖船既不能施加牽引力也不能施加推力。為了恢復(fù)對被援助船只的完全控制通常需要增加的推力。可替代地，拖船操作者可使用以牽引模式和頂推模式操作的附加的拖船。因此，本公開的另一優(yōu)點(diǎn)是在停泊和拔錨操作期間允許更有效和靈活地部署拖船，同時保持對被援助船只的完全控制。
[0018]本公開另一優(yōu)勢是由于對船只增加的控制，本公開減小了在停泊操作期間損壞拖船和/或船只的風(fēng)險。尤其如果船只運(yùn)載著危險的或易揮發(fā)的貨物(例如象LNG(液化天然氣)運(yùn)載船或化學(xué)品運(yùn)載船)，減小損壞的風(fēng)險是很重要的。
[0019]本發(fā)明另一可能的優(yōu)勢與海上的拖曳操作相關(guān)。在現(xiàn)代，長鋼絲拖曳纜繩用以適應(yīng)船舶運(yùn)動。這些長鋼絲拖曳纜繩可以長達(dá)1.5千米或更長